JPH1022285A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH1022285A JPH1022285A JP17191596A JP17191596A JPH1022285A JP H1022285 A JPH1022285 A JP H1022285A JP 17191596 A JP17191596 A JP 17191596A JP 17191596 A JP17191596 A JP 17191596A JP H1022285 A JPH1022285 A JP H1022285A
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Abstract
抵抗の低いCuによる多層配線を形成する。 【解決手段】 半導体基板1表面に形成された溝3にC
u5を埋め込む。その後無電解メッキ溶液を含有した研
磨剤を用いて半導体基板1表面に析出したCu5を研磨
する。
Description
方法に関し、特にCu埋め込み配線の形成方法に関す
る。
配線抵抗低減の要請から、アルミニウムによる配線に代
わり、Cuを用いた埋め込み配線あるいはヴィアコンタ
クト技術が注目されるようになってきている。
ホール、ヴィアホール、または埋め込み配線用溝などの
溝13を層間絶縁膜である第1の絶縁膜12に形成した
後、この第1の絶縁膜12表面にTiNなどのバリアメ
タル膜14を形成する。その後、溝13内にCu15を
埋め込む。Cu15は溝13内のみでなく、絶縁膜12
上平坦部にも広がるため、図6に示すように、溝13内
のみに選択的にCuを形成するためにCMP(Chemical
Mechanical Polishing )により絶縁膜12上平坦部の
Cu15およびバリアメタル膜14を除去する。
縁膜である第2の絶縁膜16を形成する。さらにこの第
2の絶縁膜12に溝を形成し、上述の工程を繰り返して
第2層目の配線層を形成する。このようにしてCuを材
料とする多層配線構造を実現する。
中で容易に酸化する。上述の工程を行う際、特にCMP
工程後の後処理工程、水洗工程においてはCu15は大
気中に晒されるため、この表面が酸化される。さらにそ
の後第2の絶縁膜16を形成するのにCuの晒される温
度雰囲気は、シランの反応を用いた場合には500℃未
満、TEOS(Tetraethoxysilane )を用いた減圧CV
D(Chemical Vapor Deposition )では650〜700
℃、ジクロロシランの反応を用いたCVDでは900℃
程度となる。このため、前記後処理工程、水洗工程の際
のCu15表面の酸化はさらに進行し、図8に示すよう
に、Cu15の表面に__nm程度の膜厚のCu酸化物
層15´が成長してしまう。そして、第2層目の配線層
がある場合、Cu15と第2層目の配線層との間にこの
Cu酸化物層15´が介在することになり、配線抵抗が
上昇するという問題があった。具体的には、CMP直後
のCu配線の抵抗率は1.7μΩ・cm程度であるが、
CMP後の後処理工程、水洗工程、その後の層間絶縁膜
形成等の熱処理工程の後に配線抵抗を測定すると2.5
μΩ・cmと1.5倍程度上昇してしまう。これは半導
体集積回路における高集積化にとって大きな妨げとなる
ものである。本発明ではこの問題点に鑑み、Cu配線表
面の酸化を防止し、もって配線抵抗の低いCuによる多
層配線を形成することを目的とする。
めに、本発明の半導体装置の製造方法においては、半導
体基板表面に形成された溝に金属を埋め込む工程と、無
電解メッキ溶液を含有した研磨剤を用いて前記半導体基
板表面に析出した前記金属を研磨する工程とを具備する
ことを特徴とする。
の金属の表面にメッキ溶液中のメッキ金属が選択成長
し、薄膜が形成される。よって金属表面の酸化を防止す
ることが可能となる。従って、多層配線構造における配
線抵抗の上昇を抑えることができる。
を用いて説明する。まず、図1に示すようにコンタクト
ホール、ヴィアホール、または埋め込み配線用溝などの
溝3を層間絶縁膜である第1の絶縁膜2に形成した後、
この第1の絶縁膜2表面にTiNなどのバリアメタル膜
4を形成する。その後、溝3内にCu5を埋め込む。C
u5は溝3内のみでなく、第1の絶縁膜2上平坦部にも
広がるため、図2に示すように、溝3内のみに選択的に
Cuを形成するためにCMP(Chemical Mechanical Po
lishing )により絶縁膜2上平坦部のCu5およびバリ
アメタル膜4を除去する。CMPの具体的な方法として
は、コロイダル・シリカ(SiO2 )、H2 O2 及びグ
リシンの混合物をスラリーとし、このスラリーをCu5
の形成された半導体ウエハの加工点にかけながら、研磨
布が敷かれたターンテーブル上に加工点のある面を押し
付けながらCu5及びバリアメタル膜4を研磨する。
ーにAu無電解メッキ溶液(例えば、エヌ・イー・ケム
キャット社製のECF-66B-C )が混合されており、Au無
電解メッキ溶液中のAuがCu5表面およびバリアメタ
ル膜4上に析出し、__nm程度の薄膜6を形成する。
この際、CMPを施す時間は__秒程度であり、第1の
絶縁膜2上平坦部表面にAuが析出する前にCMPを終
了することになる。よって、Auによる埋め込み配線間
の短絡は起こらない。
理工程、例えばブラシ・スクラバー及び希弗酸処理、並
びに水洗工程、具体的には1.5l/minの流量で1
分間の流水処理、及び30秒の乾燥を行い、図3に示す
ように第2層目の層間絶縁膜である第2の絶縁膜7を形
成し、上記の工程をそのまま踏襲して、図4に示すよう
な多層配線構造を形成する。
コンタクトホール(又はヴィアホール)内部に配線用金
属を埋め込んだ後にフィールド上の余分な金属に対しC
MPを施す際にポリッシング液中のAu無電解メッキ溶
液の混合の有無をパラメータとしてポリッシングを行っ
た。その後、CMP後処理から層間膜形成を行った後、
層間膜を開口し、その開口部から配線抵抗の測定を行っ
た。このとき、Cu配線はCu部断面で配線幅0.4μ
m、配線厚0.4μm、配線長1.0μmであった。そ
の結果を図5に示す。図5によれば、配線抵抗は、従来
では1.56×103 Ωであったが、本発明の半導体装
置の製造方法によれば、1.03×103 Ωまで低減さ
れることが確認できた。これは、抵抗率に換算すれば
2.5μΩ・cmから1.7μΩ・cmまでの低減とな
る。
を埋め込む際に生じる、層間絶縁膜平坦部上の余分なC
uをCMPで除去する際にAu無電解メッキ溶液が混合
された分散剤を用いることで、埋め込まれたCuの表面
にAuの薄膜を形成し、Cu表面の酸化を防止すること
が可能となる。従って、多層配線構造における配線抵抗
の上昇を抑えることができる。
メッキ溶液を混合し、Cu表面にAuの薄膜を形成した
が、これに限らず、Ag、Sn、Pb、Cu、Niなど
の金属でも可能である。
の酸化を防止することが可能となる。従って、多層配線
構造における配線抵抗の上昇を抑えることができる。
る。
である。
である。
である。
Claims (3)
- 【請求項1】 半導体基板表面に形成された溝に金属を
埋め込む工程と、 無電解メッキ溶液を含有した研磨剤を用いて前記半導体
基板表面に析出した前記金属を研磨する工程とを具備す
ることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項2】 前記無電解メッキ溶液はAu、Ag、S
n、Pb、Cu、Niから選ばれる1つの材料をメッキ
するために用いられることを特徴とする請求項1記載の
半導体装置の製造方法。 - 【請求項3】 前記金属はCuであることを特徴とする
請求項1記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17191596A JPH1022285A (ja) | 1996-07-02 | 1996-07-02 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17191596A JPH1022285A (ja) | 1996-07-02 | 1996-07-02 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1022285A true JPH1022285A (ja) | 1998-01-23 |
Family
ID=15932204
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17191596A Pending JPH1022285A (ja) | 1996-07-02 | 1996-07-02 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1022285A (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100332118B1 (ko) * | 1999-06-29 | 2002-04-10 | 박종섭 | 반도체 소자의 금속 배선 형성 방법 |
KR20020034372A (ko) * | 2000-11-01 | 2002-05-09 | 박종섭 | 반도체소자의 금속배선 형성방법 |
KR100403330B1 (ko) * | 1999-12-31 | 2003-10-30 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체소자의 제조방법 |
US6683002B1 (en) * | 2000-08-10 | 2004-01-27 | Chartered Semiconductor Manufacturing Ltd. | Method to create a copper diffusion deterrent interface |
US6815357B2 (en) | 2001-11-28 | 2004-11-09 | Renesas Technology Corporation | Process and apparatus for manufacturing a semiconductor device |
KR100772250B1 (ko) | 2005-12-27 | 2007-11-01 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 반도체 다마신 공정에서의 금속배선 형성 방법 |
JP2008536295A (ja) * | 2005-03-11 | 2008-09-04 | エルジー・ケム・リミテッド | 銀被覆電極を有するlcd装置 |
US7795150B2 (en) * | 2004-11-29 | 2010-09-14 | Renesas Electronics America Inc. | Metal capping of damascene structures to improve reliability using hyper selective chemical-mechanical deposition |
-
1996
- 1996-07-02 JP JP17191596A patent/JPH1022285A/ja active Pending
Cited By (8)
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KR100772250B1 (ko) | 2005-12-27 | 2007-11-01 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 반도체 다마신 공정에서의 금속배선 형성 방법 |
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